Effetti del trattamento con curcumina e terapia fotodinamica sul metabolismo ossidativo delle cellule OHSU-974 di tumore testa-collo.

Abstract

Il cancro orale è il 16° tumore maligno più diffuso a livello globale, caratterizzato da significativi tassi di recidiva e mortalità e da un basso tasso di sopravvivenza a 5 anni. È stato dimostrato che l’apoptosi delle cellule tumorali indotta da curcumina coinvolge la sua azione inibitoria dell'ATP sintasi, che compromette la produzione di energia cellulare e portando a una diminuzione della vitalità cellulare attraverso l'autofagia. Inoltre, la fotoattivazione della curcumina aumenta i suoi effetti negativi sulla vitalità e sulla proliferazione delle cellule tumorali. In questo progetto, abbiamo trattato la linea cellulare OHSU-974, modello umano di carcinoma testa/collo a cellule squamose (HNSCC) e i fibroblasti umani primari (utilizzati come controllo) con curcumina 0,1, 1,0 e 10 µM, nella sua forma nativa o fotoattivata utilizzando un laser a diodi a lunghezza d'onda di 450 nm (0.25 W, 15 J, 60 sec, 1 cm2) prima o dopo la somministrazione alle cellule valutando la funzione della fosforilazione ossidativa (OxPhos), lo stato energetico, l'accumulo di perossidazione lipidica, le difese antiossidanti e il ciclo cellulare. Il trattamento con curcumina 1 e 10 µM in forma nativa causa una compromissione dell'OxPhos e induce un incremento di perossidazione lipidica nonostante l'aumento dell'attività della glutatione reduttasi e della catalasi. Questi effetti sono risultati implementati dopo la fotoattivazione della curcumina utilizzando il laser, suggerendo che la fotodinamica è in grado di migliorare l'azione antitumorale della curcumina, gli effetti della curcumina sono stati analizzati sui fibroblasti umani primari. È stata osservata una riduzione dello stato energetico cellulare sia con la curcumina irradiata che non irradiata, mentre un aumento del danno ossidativo ai lipidi e un rallentamento della crescita cellulare sono stati osservati quando la curcumina è stata irradiata prima o dopo la somministrazione alle cellule.

Oral cancer is the 16th most prevalent malignancy globally, characterised by significant recurrence and mortality rates and low 5-year survival rates. Curcumin-induced apoptosis of cancer cells has been shown to involve its ATP synthase inhibitory action, which impairs cellular energy production by activating autophagy. In addition, photoactivation of curcumin increases its negative effects on tumour cell viability and proliferation. In this project, we treated the cell line OHSU-974, a human head/neck squamous cell carcinoma (HNSCC) model, and primary human fibroblasts (used as control) with curcumin 0.1, 1.0 and 10 µM, in its native or photoactivated form utilizing a diode laser at a wavelength of 450 nm (0. 25 W, 15 J, 60 sec, 1 cm2) before or after administration to cells by assessing oxidative phosphorylation function (OxPhos), energy status, lipid peroxidation accumulation, antioxidant defences and the cell cycle. Treatment with curcumin 1 and 10 µM in native form causes an impairment of OxPhos and induces an increase in lipid peroxidation despite increased glutathione reductase and catalase activity. These effects were found to be implemented after photoactivation of curcumin using lasers, suggesting that photodynamics can enhance the anti-tumour action of curcumin. Since cells in the HNSCC microenvironment support tumour development, the effects of curcumin were analysed on primary human fibroblasts. A reduction in cellular energy status was observed with both irradiated and non-irradiated curcumin, while an increase in oxidative lipid damage and a slowing of cell growth were observed when curcumin was irradiated before or after administration to cells.